Onderwerp: Technische aspecten van een IMOCA

In een ander draadje werd waardering uitgesproken over wat technische achtergrond informatie welke ik gegeven heb over de nieuwste IMOCA's die komende week aan de start van de Vendee Globe verschijnen. Een single-handed non-stop rond de wereld race. Echter is de Vendee niet de enig race waar deze boten in strijden. Er is een hele serie vastgesteld voor de klasse, sommige wedstrijden zijn single-handed, sommige dual handed en nog weer andere met volledige bemanning. Zo doen ze mee aan de Fastnet Race, diverse trans-atlantische races, er is een dual handed rond de wereld race, er zijn rond de boei races en ga zo maar door. Deelnemers varen mee voor het Wereldkampioenschap open60, de winnaar is degene met de beste score over al deze races waarbij sommige races uiteraard zwaarder meetellen als andere races. Zo is het bijna onmogelijk om wereldkampioen te worden als je niet deelneemt aan de Vendee, echter, als je de Vendee gewonnen hebt dan heb je nog heel wat races op het podium te varen voor je je ook wereld kampioen mag noemen. De andere races van deze wereldserie zijn minder bekend bij het grote publiek, maar zeker niet minder spectaculair. Sommige boten zijn ontworpen voor goede all-round eigenschappen, de meeste boten zijn echter geoptimaliseerd om de Vendee te kunnen winnen, een race die voornamelijk op ruime windse koersen gevaren word.

Daar werd voorgesteld om dit met enige regelmaat te doen, dus bij deze een draadje over IMOCA's.
Plaats foto's of filmpjes die je vind en welke dingen onduidelijk zijn voor je en dan gaan we ons best doen daar de juiste antwoorden bij te vinden.

IMOCA staat voor "International Monohull Open Class Association", ook wel bekend als "Open60". Het zijn offshore zeilboten tussen de 18.20 en 18.28m lang die aan enkele regels moeten voldoen om tot de klasse te mogen behoren. Zo zijn er minimale veiligheidseisen, geometrische beperkingen en eisen die gesteld worden om de klasse enigszins betaalbaar te houden. Dat enigszins betaalbaar is natuurlijk een relatief begrip, een nieuwe boot kost zo ongeveer 5 tot 7 miljoen, afhankelijk van hoeveel R&D ze er in kunnen stoppen.

Hier een plaatje van de Hugo Boss als hij de Solent verlaat opweg naar de start in Les Sables.



Hier een leuke foto van de boeg van een nieuwste generatie IMOCA kijk er eens een tijdje naar, denk er eens een tijdje over en brand maar los met de vragen

Erik,
Die neus is een eerbetoon aan jachtontwerper Jacob Haalmeyer, had die dan toch gelijk?
De "wokkel" Eva Maria heeft een winter bij mij in de haven gelegen en is helaas ri. hoogovens gegaan dat was in 2017 en ik wist toen nog niet dat dit zo een bijzonder schip was.
www.zeilen.nl/nieuws/tijdschri...-mysterie-ontrafeld/

Lijkt een duikneus wat is de functie van de vreemde zeeg?

Freek

Minder windvang en sneller verlost zijn van overkomend water op het dek?

Holtere schreef
Zou maar zo kunnen Holtere een droger dek was ook de reden van Jacob Haalmeyer in de jaren 40 van de vorige eeuw

Freek

Ha Leuk. Zou denken dat je zo, aan de wind, nog wat extra wind richting fok dwingt. En die fok sluit natuurlijk precies aan op de deklijn.

Erikdejong schreef :
Zou het kunnen dat dit concept in staat is om verticale lift te genereren, het dek gevormd als vleugelprofiel? Zomaar een gedachte.

Gewoon aandachttrekker om sponsorgeld los te krijgen.

0,1 knoop sneller

leuk Erik! Ik vind dit gewoonweg de meest spectaculaire klasse die ik ken. Ik ga dit draadje volgen.

Ilex schreef : Dat was het op de vorige Hugo Boss, mar het blijkt te werken. Het snelheidsvoordeel is veel groter als 0.1 knoop. In het andere draadje schreef ik dit: De afgeschuinde kant van de boot alsmede ook de stroomlijn vorm van de opbouw etc helpen natuurlijk met de windweerstand, maar het grootste voordeel is dat het overkomende water minder weerstand heeft. Zeewater is bijna 900 keer zo zwaar als lucht en dat zeewater komt over met iets minder als de snelheid van de boot. De afgschuinde vorm en de vorm van dek en opbouw zijn zo gemaakt dat dit water met zo min mogelijk weerstand weer van de boot af kan glijden en dat het water zo kort mogelijk aan dek ligt. Het gebeurt regelmatig dat de boot 3 tot 4 ton water aan dek heeft staan en de boot word daardoor in het water gedrukt en is dus feitelijk 3 tot 4 ton zwaarder met alle nadelen vandien. Als de boot op zijn foils ligt dan helpt het uiteraard met de vermindering vand e wind weerstand, maar de grootste winst zit hem in het afschudden van water, vooral omdat dit een 900 keer grotere weerstand heeft als de lucht.

Je ziet het met alle nieuwe boten, door de brede kop word het dek oppervlak erg groot en dat betekent dat er meer water aan dek staat voor een langere periode. Ettelijke tonnen water aan dek halen de boot soms uit plané en dan duurt het weer even voor de boot op snelheid is. Als het gewicht van het water in een fractie van een seconde gehalveerd kan worden dan gaat de gemiddelde snelheid gigantisch omhoog. Kan zomaar een knoop schelen.

AndreAzuree schreef : Zoek wat plaatjes en stel je vragen

Hier een leuk detail van de eerste Hugo Boos foto in dit draadje:



Je ziet drie uithouders. De meest rechts-boven is de giek, daar net onder de uithouder van de masten, de meest linkse is een uithouder die bij de spiegel zit om de gennakers verder naar buiten te kunnen schoten en om ze een langer onderlijk (en dus meer laag oppervlak) te kunnen geven. Dit is zeker niet nieuw, maar effectief zijn ze wel.

Leuk onderwerp! Bedankt Erik de Jong dat je hier de tijd voor wilt nemen. Wat vindt je van de boot van Armel Tripon? Ontworpen door een relatieve outsider en een afwijkende vorm, maar bij de Vendée Arctique had hij een hele goede start en ook later bij een soort van speed trials, ben ff vergeten hoe en wat gooide die boot ook hoge ogen. De black pepper werf ken ik dan weer van de exotische daysailors code#, code0, code1 etc. Maar da's toch heel wat anders dan een IMOCA bouwen lijkt mij.

Gepost met de officiële Zeilersforum-app

Ik vind het gaaf dat hij zo'n stap durft te nemen. Sam Manuard is overigens geen groentje in de ontwerp wereld. hij heeft al voor aardig wat roering gezorgt in de Mini6.5 klasse en de Class40 door met radicale ontwerpen te komen.
Opzich is het een beetje jammer dat alle ontwerpen van de laatste jaren vrijwel allemaal uit de stal van VPLP komen, dat houd in dat relatief weinig variatie is, al bepaald het team/ de zeiler waar de focus ligt en hoeveel budget er beschikbaar is.
Wat ik mooi vind aan "anders", is dat ontwikkelingen opeens in een versnelling kunnen raken. het mooie van de boot voor Armel Tripon is dat deze een stuk droger vaart zonder langzamer te lijken te zijn. Hoe dat precies zou komen zie ik nog niet helemaal. Dat zal hem een stuk meer comfort geven waardoor hij fysiek mogelijk net wat harder kan werken als de andere zeilers.
Iets anders wat opvallend is aan die boot is dat de romp geen knikken meer heeft. Dit werd oorspronkelijk gedaan om het aanhechtingsoppervlak van waterspray te verminderen, dat word als het ware van de boot afgegooid. Sam Manuard is daar echter weer van afgestapt, en dat viel me bij een van zijn Class40 projecten ook al op.

Sam Manuard heeft overigens ook de foils van de Initiatives Cœur (voor Sam Davies) ontworpen. De foils van de boot van Armel zijn ook "radicaal" anders als de andere foils, voornamelijk in de zin dat ze minder bewegingsvrijheid hebben (kantelen, draaien etc) en dat ze veel hoger aan de romp aangrijpen.

super leuk dat je de handschoen opneemt Erik! héél leerzaam en super informatief; heel érg fijn dat je je kennis en inzichten wil delen!
Ik lees nét op Blur.se over "oscar" het collision system dat werkt met artificial intelligence om Ufo's te ( kunnen) ontwijken www.blur.se/2020/10/04/oscar-collision-avoidance/

worden dergelijke dure systemen ( 25000 € ! slik ) ook toegepast of is dat nog verre toekomst ?

OOTG schreef : Volgens de website die je hier linkt zijn er 20 van de 30 IMOCA's uitgerust met dit systeem. Het is altijd een groot probleem geweest met zulke snelle boten, een stuk drijfhout is al voldoende om een foil of steekzwaard af te breken. Er is een hoop mee geexperimenteerd, maar ik wist niet dat er nu een systeem is wat blijkbaar beter werkt als alles wat ze in het verleden geprobeerd hebben, alle voorgaande tests zijn niet erg successvol gebleken.

Ik vraag me al een tijdje het een en ander af over het samenspel tussen de foils en de kiel en heb daar nog geen sluitend antwoord op kunnen vinden.... Misschien dat jij er een licht op kan werpen Erik!

De kiel wordt mee gebruikt om lift te leveren, maar wat die mij dan vooral lijkt te doen is de bult optillen, zou je niet het zelfde kunnen bereiken door een lichtere bulb toe te passen? Schip wordt lichter, belastingen worden lager en geen / minder geïnduceerde weerstand van de kiel die dan "gewoon" 0 graden invalshoek kan hebben.
Als je nog meer op het randje wil zitten (zou je dat willen?) zou je de kiel ook nog negatieve lift kunnen geven, en dus naar beneden trekken, dan moeten de foils wel meer lift leveren om evenveel vermindering van nat oppervlak te hebben maar je hebt een ook groter richtend moment en dus meer zeildragend vermogen. Nadeel is dat als je je kiel overtrekt je risico hebt op plat gaan...

Tweede punt m.b.t. de foils wat ik me afvraag betreft de tweeledige functie, lift en driftbeperking. Hierdoor worden de foils vrij complex, buigend moment wordt groter en vaak stekt de punt van de feil door het wateroppervlak met extra weerstand en risico op lucht zuigen. Zou de driftbeperking ook niet gerealiseerd kunnen worden door een vleugelkiel toe te passen? Oppervlak van beide vleugels samen zou dan even groot (of wat kleiner i.v.m. geen ventilatie) kunnen zijn dan het deel van de feil met dezelfde functie. Foils kunnen nu simpeler en misschien wel helemaal intrekbaar gemaakt worden voor slecht weer of erg licht weer.
Weet jij of hier experimenten mee geweest zijn of dat er onvoorziene nadelen aan zijn (of niet mag van de klasse)

Een lichtere bulb mag niet omdat er een minimum stabiliteitseis is. De kiel geeft inderdad lift en het kenterend koppel hiervan wordt tegengegaan door de foil aan lij waardoor de boot echt gaat vliegen. Sterker nog, omdat de benodigde liftkracht over een veel grotere breedte wordt verdeeld, is de geinduceerde weerstand juist veel lager. Denk maar aan een zweefvliegtuig.

Duidelijk is natuurlijk, dt dit met name op ruime koersen goed werkt. Op hogere koersen heb je meer kenterend koppel en minder snelheid.


Er is wel geëxperimenteerd met negatieve lift aan de loefzijde, maar dan vooral bij catamarans. Bij monohulls schiet het gewoon niet op omdat je eerst nog met al die waterverplaatsing zit die je wilt verminderen.
De experimenten bij catamarans waren volgens mij wel vruchtbaar, maar vooral op vlak water met veel wind. Als je vleugel aan loef overtrekt heb je inderdaad een groot probleem. Dan flip je als een dolle.

De opmerking over een vleugelkiel vind ik wel interessant. Ik denk wel dat dat alleen voor hogere koersen, bijna aan de wind, interessant is. Op lagere koersen is de bootsnelheid zodanig hoog dat de boot nauwelijks verlijert.

Ik vrees wel voor de torsiekrachten die op de kiel gaan komen. Die zijn nu al immens, laat staan als er nog eens een extra vleugel aan komt. Het wordt denk ik lastig om dat stijf genoeg te krijgen. Niet onmogelijk hoor. Het zou denk ik wel kunnen.

@Hotsnail, nu even geen tijd om een wat uitgebreider verhaal te schrijven als antwoord. Ik sta op het punt om even een paar dagen weg te gaan zonder internet verbinding. Zaterdag ben ik weer terug, dan ga ik er even voor zitten. Wat Federik hierboven schrijft klopt behoorlijk goed, ik heb daar nog wat aanvullingen op.
Vleugels op kiel en roer zijn overigens niet toegestaan in de klasse voorschriften.

Geen probleem! Goede vaart (gok ik dan)

Ik was inderdaad even een paar dagen met de boot op klus, net weer terug.
Er is geen minimaal bulb gewicht vastgesteld, wel een maximum. Dat maximum is 3200 kg of 3500 kg, weet ik even niet zeker uit mijn hoofd. De kielfin is van staal en weegt 900 kg. Die fin is eenheidsklasse en daar heeft een bouwer weinig invloed op. Er is echter een minimale stabiliteits eis bij 90 graden helling. Er word dan een lijn aan de masttop bevestigd en een unster moet een minimale waarde aangeven. De kielbulb is voor een zeer groot deel verantwoordelijk voor dat oprichtende vermogen, zeker nu er zoveel van de dekrand weggehaald word voor minder weerstand van overkomend water, dat is opdrijvend vermogen wat weggehaald word op de verkeerde plek vanuit een stabiliteitsoogpunt gezien.
Zie de kiel bulb niet los van de rest. De gelhele boot weegt ongeveer 8 ton, sommige iets meer anderen iets minder. Daar komt nog een paar honder kilogram bij tijdens de Vendee zelf aan eten, brandstof, reserve onderdelen en gereedschap. Van die 8000 kg zit ongeveer 5000 kg in de kiel, kantel mechanisme en de bulb. de loef-vleugel en de kiel moeten gezamelijk de hele boot optillen, de geinduceerde weerstand is dus afhankelijk van het gewicht van de boot en een deel daarvan gaat in de vleugel en een deel daarvan gaat in de kiel. Ze doen er alles aan om de boten zo licht mogelijk te maken, maar (zeker aan de wind) wil je ook zeildragend vermogen hebben. Dat kun je bereiken door een zware bulb, veel waterballast of een zo lang mogelijke vleugel. Richtend vermogen (is de veroorzaker van zeildragend vermogen) is in de regels gelimiteerd tot 25.500 kgm bij een hellingshoek van 25 graden. Die wil men maximaal houden en daar is zeker bulbgewicht voor nodig.
Dat werd gedaan voordat vleugels toegestaan waren, de VOR 65 boten hadden dat ook. Je maakt de boot echter "virtueel" zwaarder omdat de kiel ook nog eens naar beneden getrokken word. Omdat de arm van de kiel echter erg lang is, is het voordeliger als extra waterballast. Als je dat echter gaat doen op een boot welke op een draagvleugel gaat, dan trek je de boot weer terug in het water en gaat de weerstand enorm omhoog en dus de snelheid enorm omlaag.
Zoals ik schreef staan de klassevoorschriften niet toe dat vleugels op de kiel (of roer) gemonteerd worden. Over de jaren zijn er veel problemen geweest met kielen en kielen waren altijd een zeer kostbaar onderdeel van het bouwen van een nieuwe IMOCA. De klasse organisatie heeft toen de eenheidsklasse kiel ingevoerd, tweeledig, om de kosten lager te houden en om de veilighed te vergroten. De klasse organisatie is overigens democratisch. Alle leden van de IMOCA vereniging stemmen voor het aanpassen van de klasse voorschriften. Je moet lid zijn als je wilt wedstrijdzeilen met een IMOCA en je mag niet lid zijn als je geen IMOCA hebt. Ieder lid mag meestemmen in aanpassingen van de regels. De eenheidsklasse masten alsmede de eenheidsklasse kiel werden vrijwel unaniem aangenomen.

Vleugels op de kiel geeft aanzienlijk grotere belasting op de kielophanging en daar is de eenheidsklasse kiel ook niet op berekend. Als dat zo snel zou worden aangepast dan moeten alle boten met een eenheidsklasse kiel een nieuwe kiel installeren. De hoek van de vleugels zal op een kiel ook niet instelbaar kunnen zijn, iets wat met de huidige vleugels wel het geval is. Je kan ze dus afvlakken als ze meer lift genereren als wat je nodig hebt om de boot uit het water te tillen.In die omstandigheden zouden de vleugels dus ook meer weerstand als wat nodig is genereren. Met weinig wind wil je zo snelmogelijk de romp uit het water hebben, dus veel lift. Gaat de snelheid omhoog dan kun je met relatief minder lift toe, kun je de vleugel afvlakken en de weerstand verminderen. Zie het een beetje als de vleugel van een commerciele jet. Met het uitschuiven van de flappen tijdens landen en opstijgen kunnen ze lift vs snelheid aanpassen aan de gewenste omstandigheden. Je wilt immers niet landen met een te hoge snelheid, maar wel weerstand verminderen om je topsnelheid te halen als er mer als voldoende lift is om het vliegtuig in de lucht te houden. Het draaien van de foil op een IMOCA is feitelijk hetzelfde als het uit of inschuiven van de flappen op een commerciele jet.

@Erik: ontzettend leuk dat je op deze materie zo diep ingaat.
Een vraag die me bezighoudt:
de foils verschillen nog veel van ontwerp en werking (wel/niet beweegbaar).
Zijn er ook grote verschillen in bouwwijze, constructie, materiaalgebruik? en wordt die informatie erg afgeschermd?
Ik vraag me af of alles heel blijft nav Alex Thomson in de vorige race.

Deltasailor schreef :
Een van mijn opdrachtgevers, persico marine, bouwt de meeste foils. Er zitten verschillen in, afhankelijk van de constructie, maar uiteindelijk zijn ze niet heel verschillend.(als in massieve stukken koolstof in een dun profiel) Sommigen hebben meer CNC bewerkingen nodig, anderen meerdere cure cycles, verschillen in de hoeveelheid massief koolstof, schuim of hol, shearwebs, etc. Alles is vrij goed afgeschermd, naar de buitenwereld. Intern is de informatie veel moeilijker te beperken, na verloop van tijd komt het meeste wel bovendrijven. Er zijn niet heel veel bedrijven die de engineering en productie doen, en tussen die bedrijven gaat veel personeel heen en weer. Het is een ontzettend klein wereldje, en de mogelijkheden wat betreft het bouwen van zulke foils zijn beperkt. De america's cup is wat dat betreft veel beperkter, er wordt veel meer in house gedaan en mensen zijn de facto beperkt om maar voor 1 team per cycle te werken, tenzij de teams al dan niet officieel samenwerken. Zulke projecten worden intern qua personeel en locaties ook strikt gescheiden gehouden van de rest. Ik kon bijvoorbeeld wel bijspringen op de imoca bouw als de ac boot in een cure cycle zat, maar de bouwers van de imoca waren niet bevoegd in de ruimtes waar aan de ac boot werd gebouwd. In de imoca klasse is het niet raar om verschillende boten per cycle in het zelfde bedrijf met de zelfde mensen te bouwen, of in verschillende shore teams te werken. Tijdens refits en onderhoud staan ze vaak bij elkaar in dezelfde hal, vrijwel iedereen kent elkaar, en materialen en dergelijke worden veel gemakkelijker over en weer uitgeleend.

@JRomkes: Leuk, bedankt voor de info.
Dit geeft een inkijkje hoe het er aan toe gaat en in het verschil tussen de America's Cup en Imoca.
De informatie gaat blijkbaar nog best gemakkelijk heen en weer in de Imoca terwijl de (sportieve) belangen eigenlijk net zo groot zijn als in de AC.
Ook begrijpelijk dat het nu eenmaal zo werkt in zo'n klein wereldje.
Vergelijk het met F1 racen en je voorkomt niet dat zaken niet binnenshuis blijven.
De kunst is alleen je opponent een paar kleine ontwikkelingen voor te blijven.
Wat dat betreft is de Vendee Globe natuurlijk een zeer veelzijdige topsport zowel technisch als fysiek.

Precies, de dingen die een voorsprong zouden kunnen geven worden vaak aardig goed bewaakt, in ieder geval zolang dat de concurrentie er geen voordeel van kan hebben in de zelfde generatie.

Ik had al gehoopt dat jij deze vraag zou beantwoorden, jij weet hier meer van als ik.
JRomkes schreef : Dat is een van de dingen die ik zo fantastisch vind aan de IMOCA klasse. De cameraderie en de bereidheid elkaar te helepen tussen de verschillende teams is echt super. Ik kende een aantal mensen binnen het circuit en heb aangegeven dat ik ook bezig was om een campagne op te zetten en of ik wat vragen mocht stellen. Je krijgt gelijk een uitnodiging om bij hen in de stal te komen kijken en een volledige rondleiding op de boot zelf. Als je weggaat vragen ze of je ook even bij die en die wilt kijken. Een telefoontje later heb je een uitnodiging om ook bij hen te komen kijken. Ik vond dat erg verassend en had meer geheimhouding verwacht. Toen ik bij een ontwerper op bezoek was voor het uitwerken van ontwerp details kwamen ook zo enkele tekeningen van de "concurrentie" op tafel. Wel was het zo dat je in de buurt van de nieuwe boten geen foto's mocht maken. Met de tweede generatie boten in verbouw hadden ze dan weer geen moeite met foto's.

ik vroeg me af of die teams dan op hun beurt weer veel kennis doorkrijgen of lenen van teams als gitana? Het lijkt me dat qua foiling en 'boat'handling die weer vér voorop lopen t.o. de Imoca's of zie ik dat verkeerd? Als ik naar dergelijke filmpjes kijk realiseer ik me dat die technologie super duur moet zijn en we spannende tijden tegemoet gaan ( uiteraard laten ze ook maar zien wat ze willen làten zien, maar dat is toch wel ontzettend innovatief )
Nogmaals dank voor je heldere uitleg Erik ( en anderen uiteraard )